活性炭纖維吸附汞的量子化學(xué)研究.pdf

1、燃煤造成的汞污染對(duì)生態(tài)環(huán)境具有極大的危害。如果無控制地大量排放進(jìn)入大氣，將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成很大的危害。由于活性炭纖維在汞污染控制方面很具有潛力，但是人們對(duì)其吸附機(jī)理還缺乏了解。
　　 本文以量子化學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)活性炭纖維吸附單質(zhì)汞進(jìn)行研究，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。本文的主要工作和成果如下：
　　 在前人研究的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算確定構(gòu)建四碳環(huán)簇模型作為活性炭纖維的基本模型。計(jì)算采用量子化學(xué)密度泛函理論B3LYP方法以及l(fā)

2、an12dz贗勢(shì)基組，對(duì)單質(zhì)汞在活性炭纖維表面的吸附進(jìn)行研究。計(jì)算表明在沒有改性的單純活性炭纖維結(jié)構(gòu)下，不同的活性位對(duì)單質(zhì)汞的吸附基本上沒有什么影響，吸附效率較差，都屬于物理吸附。在吸附位的鄰位加入氯原子后，增加了吸附位的吸附活性，從而增強(qiáng)了對(duì)單質(zhì)汞的吸附能力，使其更傾向于化學(xué)吸附。其他鹵族原子的存在也增強(qiáng)了活性炭纖維表面對(duì)單質(zhì)汞的吸附能力。
　　 活性炭纖維經(jīng)過載銀改性后，汞吸附能力總體上有了一定的提高，但還是屬于物理吸附。單

3、質(zhì)汞會(huì)優(yōu)先選擇吸附在含銀的活性位上，從而增強(qiáng)對(duì)汞的吸附能力。硫元素以官能團(tuán)形式在活性炭纖維表面形成新的吸附位，來增強(qiáng)對(duì)單質(zhì)汞的吸附能力。羰基、內(nèi)酯、羧基官能團(tuán)能促進(jìn)單質(zhì)汞在活性炭纖維表面的吸附，使其更傾向于化學(xué)吸附。而酚羥基對(duì)汞的吸附?jīng)]有起到促進(jìn)作用。
　　 由于NO和HC1在活性炭纖維表面的吸附屬于較強(qiáng)的化學(xué)吸附，會(huì)影響到對(duì)單質(zhì)汞的吸附。當(dāng)加入NO和HCl后，活性炭纖維表面吸附位的活性會(huì)增強(qiáng)，活性區(qū)域增加，增強(qiáng)了對(duì)單質(zhì)汞的吸附